Para a união do equipamento com a base nivelante, desenvolveu-se uma união de material alumínio para manter o equipamento mais leve, e foi inserido um sistema de engate rápido idêntico aos teodolitos e estações totais, mostrada no Apêndice 3, (pág. 135) (Vista Explodida n° do item 20, descrição união_bucha_baseniv).
Na junção da base nivelante com o dispositivo da norma NBR/NM/ISO 5353, utilizou-se um tubo centralizado ao ponto SIP com uma distância de 596 mm da base do dispositivo ao ponto inicial do equipamento. A intersecção dos planos X, Y e Z está demonstrada na Figura 43 (pág. Figura 43 - Trena a laser, centro do feixe do laser e
planos X, Y e Z.70). Esta distância se deve à média de altura do assento ao ombro do padrão nacional, conforme recomenda Neveiro et al. (1998), sendo que, para a distância exigida pela norma NBR/NM/ISO 5353, considera-se a distância entre o ponto SIP e o ponto inicial do equipamento de 499 mm, conforme mostrado na Figura 48.
Figura 48 - Vista frontal da altura do ponto SIP ao ponto inicial do equipamento. Para a medida final do eixo Z é subtraído o valor de 499 mm, mantendo-se assim o ponto inicial a partir do ponto SIP, mas em caso de uma análise de alcance dos membros superiores, pode-se utilizar a medida real do equipamento. Entretanto, Neveiro et al. (1998) definem em pesquisas a largura dos ombros na posição sentada, que é de 498 mm. Portanto, para análise de alcance de um membro superior, deve-se adicionar metade desta medida (498 mm), que é 249 mm, às medidas do eixo X a partir do centro, conforme mostra a Figura 49.
Figura 49 - Vista superior do equipamento e medida da largura do ombro.
Para manter o nivelamento do equipamento, utilizaram-se três esticadores de cabo de aço fixados no dispositivo para um nivelamento inicial (Figura 50 – A), posteriormente, para alcançar o nível desejado, utilizaram-se as regulagens da base nivelante (Figura 50 – B).
Figura 50 - Nivelamento do equipamento.
Para o posicionamento mais próximo possível do centro de gravidade, conforme a norma NBR/NM/ISO 5353, inseriram-se na plataforma CAD os materiais utilizados na proposta final do projeto, em que se pode alterar o posicionamento dos blocos de chumbo para conseguir, o mais próximo possível, o ponto de referência do centro de massa necessário, mostrado na Figura 51.
6.1.4 Programa computacional
Para o desenvolvimento do programa computacional, adotou-se utilizada a linguagem Delphi versão 7, por ser uma linguagem de fácil compreensão e manutenção pelos usuários, a qual não necessita da instalação no sistema operacional, pois sua execução fica direta no ícone do programa.
Para a leitura dos encoders foram inseridos os códigos fontes em Delphi, fornecidos pelo fabricante da placa leitora de encoder para fazer acelerar o processo de desenvolvimento para a concepção do programa.
O uso da trena a laser Leica Disto A6 é concebido por meio do acionamento direto pelo programa desenvolvido, em que utilizou-se de códigos fontes fornecidos pelo fabricante e, consequentemente, pode-se executar funções que são feitas manualmente na trena.
Com isso, são definidos os critérios para o desenvolvimento do programa e elabora-se um diagrama para analisar as funções necessárias para o programa, conforme mostrado na Figura 52.
Inicialmente foram definidas quais as informações seriam necessárias para o o usuário, referindo-se a informar as coordenadas X, Y e Z, posteriormente foram analisados como converter a movimentação mecânica dos encoders e o processo óptico do laser, em dados para o usuário. Para a utilização dos encoders, foi necessário definir uma configuração relativa à resolução do disco de encoder. Neste projeto foram empregados discos com resolução de 1800 divisões, mas podem-se alterar os discos e configurar novas divisões de outros discos. A trena a laser utilizada possui um recurso para medições indiretas ou offset, e foi inserida ao programa a opção de acréscimo ou decréscimo do valor da distância direta, assim não haverá necessidade de alterações na configuração da trena. Para o acionamento da angulação vertical e horizontal, deve-se estabelecer uma conexão entre a placa leitora de encoder e o programa computacional, definida por uma porta de comunicação entre o programa e o equipamento, o mesmo princípio se aplica à trena a laser.
O processo de medição da trena a laser se dá por meio da ação do usuário no botão de coleta de medida, onde o uso de uma força excessiva para esta função pode alterar o nivelamento do equipamento, alterando, assim, os resultados. Para que isto não aconteça, foram inseridos botões de acionamento direto pelo programa computacional, que torna mais simples o processo de ligar e desligar o laser e, consequentemente, obter a medida. Antes da conexão da placa leitora e da trena a laser, deve-se calibrar o equipamento após o nivelamento dos eixos, caso tenha inserido algum valor na área demonstrativa. Devem ser zeradas as variáveis de angulação horizontal, de angulação vertical e de distância direta. Para isso foi necessário inserir um botão de calibração.
O uso das equações para o cálculo das coordenadas é ativado através do botão de calcular coordenadas, sendo que, após o cálculo e o demonstrativo das três variáveis X, Y e Z, pode-se copiar os valores em números para qualquer programa, seja uma planilha, um editor de texto ou um programa CAD. A Figura 53 mostra o leiaute do programa computacional denominado “Ergocoord”.
Figura 53 - Programa computacional desenvolvido para o equipamento. 6.1.5 Sistema proposto completo
No que se refere às estruturas do sistema proposto desenvolvidos na plataforma CAD e no programa computacional, as expectativas desejadas foram alcançadas, permanecendo o mais semelhante possível ao projeto virtual e eliminando erros antes de iniciar o produto final, bem como o programa computacional. A Figura 54 mostra o equipamento proposto com todos os acessórios necessários para o experimento em campo.
Figura 54 - Sistema completo. 6.1.6 Calibração
Após a montagem do equipamento e o desenvolvimento do programa computacional “Ergocoord”, foi encaminhado à empresa SS Plásticos Indústria e Comércio de Plásticos Ltda, que cedeu gentilmente as instalações de sua oficina de ferramentaria para a calibração do equipamento em sua fresadora ferramenteira.
A metodologia apresentada por Oliveira et al. (2008) adotou para a calibração do equipamento a utilização de um sistema de laser interferométrico, com finalidade de verificação de padrões escalonados em uma máquina de medir por coordenadas (MMCs).
A partir deste princípio, foi utilizada para a calibração do equipamento uma fresadora ferramenteira Veker VK430-VP cujas características são mostradas na Tabela 10 (pág. 83), usa-se uma mesa coordenada digital, conforme mostra a
Figura 57 (pág. 85).
Tabela 10: Características da fresadora ferramenteira Veker VK430-VP.
Descrição Unidade Características*
Dimensões da mesa milímetro 1.372 X 254
Curso longitudinal – Eixo X (automático) milímetro 930
Curso longitudinal – Eixo Y milímetro 415
Curso vertical – Eixo Z milímetro 406
Curso do torpedo milímetro 555
Precisão Milésimo de
milímetro 0,000
Motor principal HP 5
Peso líquido kg 1.400
*Informações obtidas no manual do fabricante.
A calibração do equipamento foi efetuada, com o mesmo posicionado a uma distância de 2300 mm à frente da fresadora, sendo fixado à mesa da fresadora um alvo reflexivo utilizado em medições topográficas, conforme mostra a Figura 55.
Com o equipamento alinhado, posicionou-se o alvo no ponto zero do laser, como mostra a Figura 56.
Figura 56 - Laser alinhado no ponto alvo.
Regulou-se o painel da fresadora nas seguintes coordenadas: 0 mm em X, 2300 mm em Y e 0 mm em Z. Após a calibração da fresadora movimentou-se o alvo para a posição 100 mm em X, 2400 mm em Y e 100 mm em Z, conforme mostram a Figura 57 e Figura 58. Alinhou-se novamente o feixe do laser para a nova posição do centro do alvo e coletaram-se as coordenadas, que posteriormente foram inseridas na Tabela 11 (pág. 86). Para a calibração do equipamento foram feitas vinte medições de cada coordenada.
Figura 57 - Movimentação dos eixos X, Y e Z.
Figura 58 - Painel digital da fresadora ferramenteira Veker VK430-VP.
Os dados coletados, conforme mostra a Tabela 11 (pág. 86), foram inseridos numa planilha de calibração utilizada para a verificação da acurácia da trena Leica Disto A6, sendo fornecida pelo fabricante da trena (SELF CALIBRATION, 2008).
Tabela 11: Medidas efetuadas para a calibração do equipamento. Ângulo
Horizontal* Vertical* Ângulo DistânciaDireta** X** Y** Z**
2.4° 2.4° 2405 100.62 2400.69 100.71 2.4° 2.4° 2405 100.62 2400.78 100.71 2.4° 2.4° 2405 100.62 2400.78 100.71 2.4° 2.4° 2405 100.62 2400.78 100.71 2.4° 2.4° 2405 100.62 2400.78 100.71 2.4° 2.4° 2405 100.62 2400.78 100.71 2.4° 2.4° 2405 100.62 2400.78 100.71 2.4° 2.4° 2405 100.66 2400.78 100.75 2.4° 2.4° 2405 100.62 2400.69 100.71 2.4° 2.4° 2405 100.62 2400.78 100.71 2.4° 2.4° 2406 100.62 2400.69 100.71 2.4° 2.4° 2405 100.62 2400.78 100.71 2.4° 2.4° 2405 100.66 2400.78 100.75 2.4° 2.4° 2405 100.62 2400.78 100.71 2.4° 2.4° 2405 100.62 2400.78 100.71 2.4° 2.4° 2405 100.62 2400.78 100.71 2.4° 2.4° 2405 100.62 2400.78 100.71 2.4° 2.4° 2405 100.62 2400.78 100.71 2.45° 2.4° 2406 102.72 2401.69 100.71 2.4° 2.4° 2405 100.62 2400.78 100.71
* Ângulo em graus; **Medidas em milímetros.
A partir da coleta das vinte medições do equipamento pôde-se verificar a média, o desvio padrão e a precisão, mostrados na Tabela 12.
Tabela 12: Precisão do equipamento.
Coordenadas Média Desvio padrão Precisão
X 100,73 0,46 1,66
Y 2400,86 0,31 1,49
Z 100,71 0,01 0,74
Medidas em milímetros
Com a aferição pode-se constatar que a maior alteração foi verificada no eixo X, onde apresenta um aumento em 5” na angulação horizontal, esta mudança alterou a medida do eixo X que deveria ser de 100,62 mm para 102,72 em uma medição somente.
distância entre o centro de medição do equipamento e o alvo, que é de 2400 mm, a qual se refere ao eixo Y. Atentar também que, para a medida de menor distância do eixo Y, deve-se aumentar a precisão e, ainda, levar em conta que o invólucro do posto de trabalho do operador de trator não possui esse alcance (2.400 mm).
6.1.7 Procedimento da norma NBR/NM/ISO 5353 – Máquinas rodoviárias,